امکان سنجی و ارزیابی برآورد رطوبت حجمی نیمرخ خاک با استفاده از داده های رادار زیرسطحی در دامنه جنوبی البرز

اخیرا رادار نفوذی به زمین (ژئورادار،GPR )، برای شناسایی شرایط زیرسطحی، به ویژه، بررسی های ژئوفیزیک اکتشافی و اندازه گیری مقدار رطوبت حجمی بدون تخریب ساختمان خاک به عنوان روشی سریع و غیر تهاجمی، در مقیاس مزرعه تا زیر حوضه به کار گرفته شده است. این پژوهش با هدف امکان سنجی و ارزیابی دقت استفاده از ژئورادار به منظور برآورد مقدار رطوبت حجمی خاک در مقیاس مزرعه و مقایسه روش رادار زیرسطحی نسبت به دو روش اندازه گیری رطوبت حجمی در آزمایشگاه و انعکاس سنجی دامنه زمانی انجام گرفته است. به این منظور از یک دستگاه رادار زیرسطحی مجهز به آنتن 700 مگاهرتز استفاده گردید. داده ها بکمک دستگاه ژئورادار به صورت آفست معمول و در خاک هایی که شامل سه نوع بافت لوم، لوم شنی و لوم سیلتی بود، برداشت شد. مقادیر رطوبت حجمی خاک با اندازه گیری رطوبت وزنی خاک و جرم وی‍ژه ظاهری خشک در آزمایشگاه به دست آمدند. به منظور محاسبه سرعت سیگنال های رادار و ثابت دی الکتریک خاک از روش برازش توابع هذلولی به عوارض آشکار شده در رادارگرام ها استفاده شد. سپس با استفاده از یک رابطه ریاضی، مقادیر ثابت دی الکتریک به مقادیر رطوبت حجمی خاک مرتبط شدند. با مقایسه نتایج حاصل از روش رادار زیرسطحی با اندازه گیری های آزمایشگاهی، مقادیر آماره های ریشه میانگین مربعات خطا و حداکثر خطا به ترتیب برابر با 32/3 و 8/5 درصد محاسبه شد. با مقایسه نتایج حاصل از روش رادار زیرسطحی و مقادیر حاصل از روش انعکاس سنج دامنه ی زمانی، مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا و حداکثر خطا به ترتیب برابر با 4/2 و 5 درصد به دست آمد. همچنین، ضریب همبستگی بین مقادیر حاصل از روش رادار زیرسطحی با نتایج بدست آمده از اندازه گیری های آزمایشگاهی برابر با 86/0 محاسبه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، روش رادار زیرسطحی به دلیل سهولت استفاده و فراهم کردن حجم بالایی از وضعیت رطوبت نیمرخ خاک، می تواند به عنوان روشی سریع (بدون تخریب ساختمان خاک) و اقتصادی، برای برآورد رطوبت حجمی نیمرخ خاک در مقیاس های مزرعه تا زیر حوزه ی آبخیز مورد استفاده قرار گیرد.